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文档简介
项目3:液压设备的检修任务3.1液压系统的检修任务3.2液压元件的检修思政目标
在知识传授、能力培养中,弘扬民族精神、爱国情怀和社会主义核心价值观,培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度,勇于克服困难的精神,树立正确人生观、世界观及价值观,通过学习各种零部件和设备的维修工作原理、特点和应用,懂得“工匠精神”的本质,提高道德素质,增强社会责任感和社会实践能力,成为社会主义事业的合格建设者和接班人,为中华民族的伟大复兴贡献力量。学习目标
液压机械设备是现代科学技术产物,但在设备的应用当中,难免会由于工作负荷较大或工作周期较长,造成设备出现一系列故障问题,比如油温过高、噪音过大或是油液泄露,如果对于这些问题不能发现并及时解决,势必影响机械设备的正常运行,进而导致企业生产环节效率下降,影响经济效益提高,所以针对于此,则需要结合常见故障的发生频率和故障成因,加强预防养护工作,为设备工作稳定性提供保障。该项目主要引导学习液压故障的诊断方法和故障修理技术。知识目标:1.掌握液压元件常见的故障现象、故障诊断和修理方法;2.掌握液压系统故障诊断方法;3.熟悉液压系统常见的故障现象及排除方法;技能目标:1.能根据故障现象正确分析、准确判断液压传动设备的故障部位至具体元件;2.能根据具体故障,合理、正确的拟定设备修理方案,正确的选择和使用工具及仪器;3.对常见故障能实施修理。能力目标:1.具有查阅图纸、使用工具书,搜集相关知识信息并综合应用的能力;2.具有正确使用各种诊断仪器、工具的能力;3.具有良好的团队沟通、协作能力。任务3.1液压系统的检修【任务导入】
液压系统中工作液在元件和管路中的流动情况,外界是很难了解到,所以给分析、诊断带来了较多的困难。液压系统出现故障后,要想进行准确的诊断和正确的维修,就要掌握液压系统故障诊断的步骤和方法。【知识准备】1.液压传动系统概述
液压传动系统是以运动着的液体作为工作介质,通过能量转换装置将原动机的机械能转变为液体的压力能,然后通过封闭管道、调节控制元件,再通过另一能量装置将液体的压力能转变为机械能的系统。
液压传动系统和机械传动系统相比,由于具备单位功率的重量轻,易于实现无级调速、自动控制、过载保护,排列布置具有较大的机动性,组装方便等方面的独特技术优势,因此在国民经济的各个行业中得到广泛应用。特别是新型液压系统和元件中的计算机技术、机电一体化技术和优化技术使液压传动正向着高压、高速、大功率、高效、低噪声、长寿命、高度集成化、复合化、小型化以及轻量化等方向发展。
图3-1为简化的机床工作台液压传动系统。它由油箱、滤油器、液压泵、换向阀、溢流阀、节流阀、液压缸(液压缸固定在床身上,活塞杆与工作台连接做往复运动)及油管等组成。
该系统的工作原理是:液压泵由电动机带动旋转后,从油箱经滤油器吸油,由泵输出压力油→换向阀1→节流阀→换向阀2→液压缸左腔,推动活塞并带动工作台向右移动;此时,液压缸右腔的油液→换向阀2→回油管→油箱。如果将换向阀1的手柄转换到右位,则经节流阀的压力油→换向阀2→液压缸右腔,推动活塞并带动工作台向左移动;此时,液压缸左腔的油液→换向阀2→回油管→油箱。
工作台的运动速度由节流阀调节,并与溢流阀配合实现。改变节流阀的开口大小,可以改变进入液压缸的流量,由此可控制液压缸活塞的运动速度,并使液压泵输出的多余流量经溢流阀流回油箱。液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的,溢流阀在液压系统中的主要功用是调节和稳定系统的最大工作压力。图3-1机床工作台液压系统
从上述实例所示可以看出,液压传动系统总共由五个部分组成:1)动力元件:液压泵——将原动机输入的机械能转换为介质的压力能,向系统提供压力介质。2)执行元件:液压缸——直线运动,输出力、位移;液压马达——回转运动,输出转矩、转速;是将介质的压力能转换成机械能的装置。3)控制元件:压力、方向、流量控制的元件。它是对液压系统中油液压力、流量或方向进行控制和调节的装置。这些元件的不同组合形成不同功能的液压系统,保证执行元件完成预期的工作运动。4)辅助元件:油箱、管路、压力表等。这些元件分别起散热、储油、输油、连接、过滤、测量压力和测量流量等作用,它们对保证液压系统可靠和稳定地工作有重大作用。5)工作介质:液压油,实现运动和动力的传递。2.液压系统故障诊断的一般步骤与方法1)液压传动系统故障诊断步骤
一个设计良好的液压系统与同等复杂程度的机械式或电气式机构相比,故障发生的概率是较低的,但由于液压故障具有隐蔽性、多样性、不确定性和因果关系复杂性等特点,寻找故障部位比较困难。诊断液压系统故障时,要掌握液压传动的基本知识,熟悉元件的性能,具有处理故障的经验。应该深入现场,全面了解故障情况。一般步骤如下:(1)熟悉性能和资料在查找故障前,首先要了解设备的性能,反复钻研液压系统图,将其彻底弄懂。不但要弄清各元件的性能和在系统中的作用,还要弄清它们之间的联系和型号、生产厂家、出厂年月等情况;然后在弄清原理的基础上,再对液压系统进行全面的分析。(2)调查情况、现场考察向操作者询问设备出现故障前后的状况和现象,产生故障的部位和故障的现象。如果还能动作,应亲自启动设备,仔细察看故障现象和参数变化。对照本次故障现象查阅技术档案,了解设备运行历史和当前的状况。
分析判断时一定要综合机械、电气、液压等多方面的因素。首先应注意外界因素对系统的影响,在排除外界原因之后,再查找系统内部原因。(3)归纳分析、排除故障对照本故障现象查阅设备技术档案是否有相似的历史记载(利于准确判断),根据工作原理,将所有资料进行综合、比较、归纳、分析,分析时注意事物的相互联系,逐步缩小范围,直到准确的判断出故障的部位和元件。本着“先外后内”、“先调后拆”、“先洗后修"、“先易后难"的原则,制定修理工作的具体措施并实施。(4)写出工作报告,总结经验,记载归档将本次产生故障的现象、部位及排除方法归入设备技术档案,作为原始资料记载,积累维修工作的实际经验。2)液压传动系统故障诊断的方法
液压系统故障诊断的方法很多,一般可分为简易诊断和精密诊断。简易诊断技术又称主观诊断法,它是靠维修人员利用简单的诊断仪器和凭个人的实践经验对液压系统出现的故障进行诊断,判断产生故障的部位和原因。这种方法简单易行,目前应用广泛。现介绍简易诊断法。这种方法通过“看、听、摸、闻、阅、问”六字口诀进行。⑴看用眼睛观察液压系统工作的真实现象:看速度—观察执行机构运动速度有无变化和异常现象;看压力—观察液压系统中各油压点的压力值及无波动大小;看油液—观察油液是否清洁,是否变质,油液表面是否有泡沬,油量是否在规定的油标线范围内,油液的粘度是否符合要求等;看泄漏—观察液压管道接头,阀板结合处,液压缸端盖、液压泵轴端等是否有渗漏、滴漏现象;看振动——观察液压缸活塞杆或工作台等运动部件工作时有无因振动而跳动等现象;看产品—根据加工出的产品质量,判断运动机构的工作状态、系统工作压力和流量的稳定性等。⑵听用耳听判断液压系统或元件工作是否正常:听噪声—听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大;溢流阀、顺序阀等压力元件是否有尖叫声;听冲击声—听液压缸换向时冲击是否过大;液压缸活塞是否有冲击缸底的声音,换向阀换向时是否有冲击端盖的声音;听气蚀与困油的异常—检查液压泵是否吸入空气,或是否存在严重困油现象;听敲打声—听液压泵运转时是否有因损坏引起的敲打声;听液压油在油管中的流动声音—听流动声音判断油液流动情况。⑶摸用手摸运动部件的温升和工作状态:摸温升—用手摸液压泵、油箱和阀类元件外壳表面上的油温,若接触两秒钟感到烫手,就应检查温升过高的原因;摸振动—用手摸运动件和管子的振动情况,若有高频振动应检查产生的原因;摸爬行—当执行元件在轻载低速运动时,用手摸有无爬行现象;摸松紧程度—用手拧一下挡铁,微动开关和紧固螺钉等松紧程度⑷闻用嗅觉器官辨别油液是否发臭变质,橡胶件是否因过热发生特殊气味等⑸阅查阅设备技术档案中的有关故障分析和修理记录,查阅日检和定检卡,查阅交接班记录和维护保养情况的记录。⑹问访问设备操作者,了解设备平时运行状况:问液压系统工作是否正常,液压泵有无异常现象;问液压油更换的时间,滤网是否清洁;问发生事故前压力调节阀或速度调节阀是否调节过,有哪些不正常的现象;问发生事故前对密封件或液压件是否更换过;问发生事故前液压系统出现过哪些不正常的现象;问过去经常出现过哪些故障,是怎样排除的,哪位维修人员对故障原因与排除方法比较清楚。
由于每个人的感觉、判断能力和实践经验的差异,判断结果肯定会有差异,但是经过反复实践,故障原因是特定的,终究会被确定并排除。这种方法对于有实践经验的工程技术人员显得更加有效。
3.液压系统维修的原则
对液压系统的维修可以总结为“观察、分析、严密、调整”八个字,即在“观察”上打基础,在“分析”上花时间,在“严密”上下功夫,在“调整”上找出路。在液压系统中,由于液压元件都在充分润滑的条件下工作,液压系统均有可靠的过载保护装置,很少发生金属零件破损、严重磨损等现象,故大多数故障能通过调整的办法排除,有些故障可用更换易损件、换液压油甚至个别标准液压元件或清洗液压元件的办法排除,只有部分故障是因设备使用年久,精度不够需要修复才能恢复其性能。因此排除故障时应注意采用“先外后内、先调后拆、先洗后修”的步骤,尽量通过调整来实现,只有在万不得已的情况下才大拆大卸。清洗液压元件时,要用毛刷或绸布或塑料泡沫及海绵等,不能用棉布或面纱等来擦洗,以免堵塞微小的通道。【任务实施】YT4543型动力滑台液压系统故障排除
图3-2所示为YT4543型液压动力滑台的液压系统原理图。该动力滑台的进给速度范围为6.6~660mm/min,最大进给速度7300mm/min,最大进给推力为45kN。这个系统采用限压式变量泵供油,电液动换向阀换向,用行程阀实现快进和工进的速度换接,用电磁换向阀实现两种工进速度的转换,可以实现多种工作循环。
图3-2YT4543型动力滑台液压系统图1-过滤器2-限压式液压泵3、6、10-单向阀4-背压阀5-顺序阀7-电液换向阀
8、9-调速阀11-行程阀12-电磁换向阀13、压力继电器1.油温升高迅速(高于50℃)可能原因①:变量泵的最大工作压力
调得过高。判断方法:设法让液压缸工作进给,测量
和
。若
超过0.5Mpa,则说明压力调得偏高。可能原因②:背压阀4的压力调得过高。判断方法:设法让液压缸工作进给,测量工作压力
,一般为0.3~0.5MPa。若太高,则应适当降低。可能原因③:单向阀3的弹簧太硬,使阀前压力过大。判断方法:让工作台(液压缸)处于停止位置,测量卸荷压力
,一般为0.3Mpa左右。若太高,应适当降低。2.动力滑台无快进可能原因:单向阀3的弹簧太软或折断,阀前压力太低,使控制油路的压力过低,推不动电液动阀的液动阀芯,所以不能换向。判断方法:观察电液动阀原位时,系统压力卸荷,压力计指示值小于0.3Mpa;电液动阀的电磁阀通电后,压力不见上升。3.换向冲击大可能原因:电液动阀7的液动阀芯移动速度太快判断方法:当电液动阀7的电磁铁通电后,滑台立即换向,此时可调整阀7端盖上的节流螺钉,减慢其阀芯的移动速度,从而改善换向性能。【思政元素】每个人都是“梦之队”的一员
液压设备能否正常工作与组成液压系统的每个元件是否正常发挥各自效能密切相关。这就如同实现中华民族伟大复兴,和我们每个社会一员息息相关。
中国梦是民族的梦,也是每个中国人的梦。正如人们形容的那样,每个人都是“梦之队”的一员,是中国梦的书写者。回顾过去,中国站起来、富起来、强起来的过程,也是中国人民艰辛创造、奋斗不懈的过程。实现中国梦,需要14亿中国人共同奋斗;每个人的前途命运都与国家和民族的前途命运紧密相连,书写好中国梦,需要每一个人去身体力行,要把自己的梦想与国家的转型跨越伟大实践相结合,从我做起、从现在做起,立足岗位,建功立业。
实现中国梦,需要苦干实干。“空谈误国,实干兴邦”。实干苦干是实现中国梦的法宝。任何伟大的目标、伟大的计划,最终必然会落实到实干上,只有实干才会产生最后的结果。
实现中国梦,需要精神力量的助推。有了强大的精神力量,才有奋然进取的决心;有了精神的助推,才能迎难而上。我们要以工匠精神、科学家精神、焦裕禄精神武装自己,这些精神是伟大的中国精神的一部分,是一代又一代人共同创造、传承、践行的价值追求。每个人都应以中国精神激励自己,凝聚共识,主动地承担起时代赋予的重托。
实现中国梦,需要增强自己的本领。本领不仅是工作的能力,也是个人幸福的源泉。梦在前方,路在脚下。只要我们每个人都充分发挥主观能动性,把实现自身价值与服务社会统一起来,积极投身转型跨越发展的伟大实践,就能为实现中国梦,贡献出更多的智慧和更大的力量,最终汇聚成不可阻挡的实现中国梦的磅礴之力。【任务拓展】☆液压系统的故障特征☆1.液压设备不同运行阶段的故障1)液压设备安装调试阶段的故障
液压设备的安装调试阶段的故障发生率较高,其特征是设计、制造与安装的质量问题交织在一起,综合了机械、电气和液压多方面的因素。液压系统常发生的故障有:(1)设计不合理,制造与安装的误差,如接头松动、板式连接或法兰连接接合面螺钉预紧力不够等,造成外泄漏严重,主要发生在接头和有关元件连接端盖处;(2)执行元件运动速度不稳定;(3)控制元件的阀芯卡死或运动不灵活,导致执行元件动作失灵;(4)压力控制阀的阻尼小孔堵塞,导致压力不稳定;(5)液压系统设计上的技术参数存在问题,控制元件(如单向阀、换向阀)、辅助元件(如油箱、管路)的布局、排放位置不合理,导致系统发热、执行元件同步精度降低等;(6)阀类元件漏装弹簧、密封件,造成控制失灵,有时出现管路接错而使系统动作错乱。2)液压设备运行初期的故障
液压设备经过调试阶段后,便进入正常生产运行阶段,此阶段故障特征是:(1)管接头因振动而松脱。(2)密封件质量差,或由于装配不当而被损伤,造成泄漏。(3)管道或液压元件油道内的毛刺、型砂、切屑等污物在油流的冲击下脱落,堵塞阻尼孔或滤油器,造成压力和速度不稳定。(4)由于负荷大或外界环境散热条件差,使油液温度过高,引起泄漏,导致压力和速度的变化。3)液压设备运行中期的故障
液压设备运行到中期,故障率最低,这个阶段液压系统运行状态最佳。据有关资料统计,液压系统故障的75%以上与液压油污染有关,在使用液压油时要把它看作如人的血液一样,只有保持足够的清洁度,才能将液压系统的故障率降到最低限度。这就需要定期更换液压油、避免油液的污染。4)液压设备运行后期的故障
液压设备运行到后期,液压元件因工作频率和负荷的差异,易损件先后开始正常性的超差磨损。此阶段故障率较高,泄漏增加,效率降低。针对这一状况,要对元件进行全面检查,对已失效的液压元件应进行修理或更换。以防止液压设备不能运行而被迫停产。2.液压设备的突发故障
除上述阶段所涉及的故障以外,液压设备在运行的初期和后期还经常会发生突发性故障。故障的特征是突发性,故障发生的区域及产生原因较为明显,如发生碰撞、元件内弹簧突然折断、管道破裂、异物堵塞管路通道、密封件损坏等故障。
突发性故障往往与液压设备安装不当、维修不良有直接关系。有时由于操作错误也会发生破坏性故障。防止这类故障的主要措施是加强设备日常管理维护,严格执行岗位责任制,加强操作人员的业务培训。任务3.2液压元件的检修【任务导入】
在液压系统中,液压泵是系统的动力元件,为整个系统提供能量,就如同人的心脏为人体各部位输送血液一样。液压缸是执行件,完成机器的最终动作,各类阀是控制件动作的完成。所以液压系统出现的故障和造成故障的原因也是多种多样的,只有掌握这些元件的常见故障诊断与维修的基本技能,才能液压系统的正常工作。1.液压系统工作原理
液压传动是以液体为工作介质,通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。首先,液压泵将电动机(或其它原动机)的机械能转换为液体的压力能,然后,通过液压缸(或液压马达)将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。2.液压系统的组成
液压传动系统通常由以下五部分组成。1)动力装置部分。其作用是将电动机(或其它原动机)提供的机械能转换为液体的压力能。简单地说,就是向系统提供压力油的装置。如各类液压泵。2)控制调节装置部分。包括压力、流量、方向控制阀,是用以控制和调节液压系统中液流的压力、流量和流动方向,以满足工作部件所需力(或力矩)、速度(或转速)和运动方向(或运动循环)的要求。3)执行机构部分。其作用是将液体的压力能转化为机械能以带动工作部件运动。包括液压缸和液压马达。4)自动控制部分。主要是指电气控制装置。5)辅助装置部分。除上述四大部分以外的油箱、油管、集成块、滤油器、蓄能器、压力表、加热器、冷却器等等。它们对于保证液压系统工作的可靠性和稳定性是不可缺少的,具有重要的作用。
液压系统故障有很多是由液压元件造成的,比如:液压泵的常见故障有泵不排油、流量不足、噪声过大、油温过高等,产生故障的原因有时是内部因素,有时是外部因素,有时又是综合因素造成的结果。本任务掌握液压元件故障产生原因与排除方法的基本知识,提高准确诊断液压元件的故障以及修理的基本技能。【知识准备】一、液压泵的检修
液压泵是液压系统的动力元件,是靠发动机或电动机驱动,从液压油箱中吸入油液,形成压力油排出,送到执行元件的一种元件。1.液压泵的分类及特点
液压泵分类1)按流量是否可调节可分为:变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵,流量不能调节的称为定量泵。2)按液压系统中常用的泵结构分为:齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。齿轮泵:体积较小,结构较简单,如图3-3所示,对油的清洁度要求不严,价格较便宜;但泵轴受不平衡力,磨损严重,泄漏较大。
图3-3齿轮泵结构和工作原理图
叶片泵:分为双作用叶片泵和单作用叶片泵(如图3-4所示)。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
图3-4单作用叶片泵结构和工作原理图
柱塞泵:容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统;但结构复杂,材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高,如图3-5所示。
一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵,如螺杆泵等,但应用不如上述3种普遍。
图3-5柱塞泵结构和工作原理图2.齿轮泵使用要求、常见故障诊断与维修1)对齿轮泵的要求①齿轮泵作为液压动力源,必须正确选用液压油,特别要注意粘度。粘度过高,会引起齿轮泵吸油不足;粘度过低易引起泄露增加,降低泵的容积效率。液压油的粘度性能要好,要有良好的润滑性及化学稳定性。②齿轮泵的传动方式应采用弹性联轴器,两轴之间的同轴度不大于0.1~0.2mm。③进油管滤油器过滤精度为50μm,滤油器通流面积要大于进油管口面积的2倍。④进油管与齿轮泵联轴器处不得漏气,当进油口采用法兰连接时,法兰要保持平衡。密封环质量要符合要求,螺栓要按规定拧紧,严防吸入空气,产生汽蚀和漏油。⑤泵的位置尽可能接近油箱,吸油总高度不大于500mm,否则会造成吸油不足,产生汽蚀和噪声。⑥油箱总容积为齿轮泵流量的3~6倍,油箱还应设置空气滤油器、液压油滤油器等。2)齿轮泵故障诊断与排除(1)齿轮泵密封性差,产生漏气①减小内泄漏方法:适当调整泵的运行间隙,如泵体与前后端盖因装配时有毛刺或平面度不良时,用油石修正毛刺,在平板上用金刚沙石研磨或在平面磨床上修磨,使平面度不大于0.05mm。②现泵盖有采用塑料压盖的,但因塑料冷缩,宜造成密封不良。解决办法是,用丙酮或无水酒精将前后端盖清洗干净,再用环氧树脂胶粘剂涂敷密封,待胶粘剂干后才能启动泵。③吸油口管道密封不严,齿轴(主动轴)密封损坏,混入空气。可紧固吸油口管道密封螺母,检查密封圈是否损坏,损坏则更换。若因时间太久,密封圈内弹簧太松,无法使密封圈与齿轴密封,可取下弹簧,将另一端(非锥形端)在砂轮上磨去一小段。④油箱油面过低,吸入空气。要求进油管浸入规定高度,否则更换进油管,及时向油箱加油。(2)噪声大、压力波动厉害①检查油管、安装架、机架是否松动,要紧固,避免产生共振。②齿形精度不高或接触不良。调换齿形精度高的齿轮,也可采用对研修整(对研后要拆开泵清洗后重新装配)。③泵内进入空气。从进油管中、泵轴密封处或泵体泵盖处渗入空气。按上述方法处理,也可更换密封或纸垫。④齿轮与端盖间的轴向间隙过小。将齿轮拆下放在平面磨床上磨去少许,使齿轮比泵体薄0.02~0.04mm。⑤泵与电动机连接的联轴器碰擦。泵与电动机应采用柔性连接,并适当调整位置,使其不再发生碰擦。若联轴器中的圆柱、橡胶圈损坏,应更换,且安装时应保证两者同轴度误差在0.1mm范围内。⑥检查油箱液面,加足液压油。⑦油液粘度过高,检查工作温度时的粘度。⑧进、回油管布局不当,在低液面时,回流产生涡流,带有气泡。应加足油液。⑨泵进油管口径太小,检查流速不超过1.2~1.5m/s。⑩油液脏。尘埃、砂粒、异物进入齿轮泵,使泵损坏。⑪齿轮泵零件松动。将松动零件拧紧。(3)容积效率、流量不足,压力提不高。①齿轮磨损或齿面咬毛,啮合间隙太大,产生内泄漏,需要更换新泵。②轴向、径向间隙过大,内漏严重。重新选择泵体,保证轴向间隙在0.02~0.04mm之间,径向间隙在0.03~0.1mm之间。侧板用1200﹟金刚石研磨平整,表面粗糙度为0.008mm。③各管道连接处产生泄漏,紧固各连接处螺母。若发现管道破裂、接口套损坏等情况时,更换新的。④因溢流阀故障使压力油泄入油池。检查溢流阀,滑阀内阻尼孔堵塞或滑阀有毛刺被卡死时,需清洗,并用金相砂纸将滑阀修光;弹簧断裂或质量不好,更换弹簧;滑阀与阀体孔磨损严重,更换溢流阀。⑤进油口油管进油位置太高。进油管高度不大于50mm。⑥泵不排油或压力不足。检查泵转向、转速,泵转向不对时,改变电动机转向;转速低时,换用转速高的电动机或加速器。⑦泵轴或驱动连接件损坏,如键被剪断,需要更换新件。⑧进油管路、滤油器堵塞,须检查油的清洁度,清洗进油管,更换滤芯。(4)机械效率低①轴向、径向间隙较小,啮合齿轮旋转时,与泵体孔或前、后端盖碰擦。应调节间隙,保证轴向、径向间隙尺寸在要求范围内。②装配时,前后端盖孔与轴的同轴度误差太大,滚针轴承质量较差或损坏,影响轴的旋转,两轴上的弹性挡圈因挡圈脚太长,轴旋转时碰擦端盖。重新装配调整,要求手动旋转主动轴感觉无碰擦端盖。③泵与原动件的联轴器同轴度未调整好,要求同轴度不大于0.1mm。(5)密封圈被冲击①密封圈与泵前盖配合太松,应为稍有过盈的配合。②泵体方向装反,使出油口接通卸荷槽而产生压力,将密封圈冲出。应纠正装配方向。③管道被污物堵塞,应清除污物。6)压盖在运转时活塞被冲击①压盖堵塞了前、后端盖板上的回油管道,造成回油不畅,产生很大压力,将压盖冲出。可将压盖倾角增大一些,使压盖压入端盖后不会堵塞回油管道。②回油通道被污物堵塞,产生了压力。清除污物,疏通回油通道。(7)泵的压力低或者完全没有压力泵空载时无压力是自然现象,但有载荷时无压力就应检查:①进油管是否漏气、堵塞。②泵内漏是否过大。③溢流阀压力是否调得过低,工作是否正常。④泵中齿轮、轴承是否损坏,零件是否松动。3.叶片泵使用要求、常见故障诊断与维修1)在安装、使用时要注意以下两点:①叶片泵的转速要求较高,当转速过低启动时,叶片泵不能紧贴定子内表面,压力建立不起来,转速过高会造成泵吸油不足而产生吸空现象。②叶片泵的抗污染能力比齿轮泵差,为此,进油路滤油器精度应设为30μm。2)叶片泵的故障与排除如下:(1)泵不出油,压力表显示没有压力①油箱液面过低。向油箱内加液压油。②吸油管或滤油器污物堵塞。清除污物。③吸油腔部分(油封、泵体吸油管接头)漏气。吸油腔是否有砂眼或气孔,有则更换泵体;吸油管是否有裂缝,管接头螺母是否拧紧,查看油封密封性能及质量。④叶片在转子槽内被卡住,根本抛不出来,或者叶片折断,造成高、低压腔形成互通。叶片与槽配合过紧,其配合间隙应为0.015~0.02mm,并应去毛刺。⑤配油盘缺损及配油盘与泵体接触不良,造成密封区域被沟通,配油盖侧面有微小变形。修整配油盘与转子的接触面。⑥电动机反转。使电动机正向旋转。⑦泵的转速太低。调整转速或更换电动机。⑧油液粘度过大。改用适当粘度的油液。⑨未装连接键或花键轴不转或花键轴扭断等。装上连接键,更换花键轴。⑩吸油管过长。使泵靠近油箱,即相应缩短了进油管的长度。⑪泵体质量不好,存在砂眼、气孔等。调换新泵体。(2)容积效率低,压力提不高①叶片或转子装反。纠正。②叶片与叶片槽的配合间隙过大。根据叶片槽尺寸重新配制叶片。叶片与叶片槽的配合间隙应控制在0.013~0.018mm范围内。③定子吸油腔处磨损严重,叶片顶缺损或拉毛。可将定子翻转180°,使吸油腔、压油腔互换,并重新加工定位孔;修整叶片顶端或者调换。④泵定子内曲线磨损。在专用磨床上修磨或调换。⑤轴向间隙太大,内漏严重。修配定子、转子、叶片,控制轴向间隙在0.04~0.07mm之间。⑥进油不畅。清洗过滤器,更换工作油液。⑦油封安装不良或损坏。重新改装或更换。⑧系统有泄漏。检查系统内各管道、管接头、阀的泄漏情况。(3)噪声大①定子曲线表面不光滑。抛光定子曲线表面。②配流盘端面与内孔,叶片端面与侧面垂直度误差大。修配配流盘端面与叶片侧面,使其垂直度误差在0.01mm内。③配流盘压油窗口的三角槽太短。修锉三角槽,保证相邻两叶片间沟通。④进油口密封不严,混入空气。检查进油管及管接头,拧紧。⑤进油不畅,泵吸油不足。清除过滤器或进油管内的污物,加足工作油液。⑥泵在超压下工作。须低于额定压力下工作。⑦电动机或其他机械引起的振动。如花键轴与原动机轴同轴度问题、是否有橡胶垫减震问题等。
当感到泵的运转噪声大时,应注意是否存在空穴现象(噪声的频率高,说明空穴现象存在),若有,要从进、回油管的气密性不良进行检查和排除。如产生频率与平常噪声不相同的异常噪声时,可以认为是与泵的旋转部件有关,其故障可能是:联轴器松动或与主轴不同心,应固紧或调节,使其同轴度不大于0.2mm;叶片中有装反或叶片高度不一或叶片倒角太小,应分别更正方向,高度差小于0.1mm,将倒角改为1×45°或圆角;叶片被卡死,应先配叶片,保证间隙。其他故障的原因与排除:①困油现象。应修配配流盘的三角槽。②定子曲线表面拉毛。应进行修磨和抛光。③配流盘端面与内孔不垂直,造成偏磨。应修磨配流盘,使端面与内孔的垂直度为0.1mm。④配流盘的端面被划伤。应重新修研。⑤由泵的压力及流量脉动引起的。(4)油量不足①径向间隙过大。配流盘内孔或花键轴磨损较严重,需更换。②轴向间隙过大。控制间隙在0.04~0.07mm内。③叶片与叶片槽的配合间隙过大。重新研配叶片间隙,要求将间隙控制在0.013~0.018mm内。④定子内曲线磨损。在专用磨床上修磨或更换定子。⑤进油不畅。清洗过滤器,定期更换工作油液。(5)漏油①密封圈安装不良或损坏。重新安装更换。②密封材料选择不当。应选用耐油橡胶的油封。③各密封面接触不良。检查叶片泵内各结构面是否产生变形或有毛刺,并进行修整。④油封背压过高。应保证油封背压在耐压值以下。(6)压力脉动大
叶片泵从理论上说,压力脉动应该很小,但实际上存在较大的压力脉动。大多数情况下,可以认为是溢流阀的振动所引起的,但是,也有由泵的流量脉动而引起的。泵的压力脉动一大,将激振管路,使机器整体产生噪声。若进行噪声频率分析,则存在着1000Hz以下的频率峰值声压。
压力脉动大的原因有:泵内部泄露的变化,叶片异常,定子曲线异常磨损。解决办法是拆卸修理或更换。4.柱塞泵使用要求、常见故障诊断与维修1)轴向柱塞泵的安装、使用和维护(1)安装①泵的安装支架有足够刚度,管道过长要将安装支架固定,以防振动。②泵与驱动机构连接,推荐采用弹性联轴器,两轴的同轴度为0.2mm,不许采用万向联轴器等有冲击和径向载荷的传动方式。联轴器与传动轴的配合尺寸应合理选择。③泵体上有两个漏油口:作漏油用时,将高处漏油口接通往油箱的油管,管道阻力不应使泵体内压力超过0.1MPa,另一孔堵死;作漏油及冷却用时,高处漏油口仍通油箱,低处漏油口通入冷却油,管道阻力不应使泵体内压力超过0.1MPa。④作液压泵使用时,应用辅助泵低压供油,供油压力为0.3~0.7MPa;在开式油路中,辅助泵供油量为主泵额定流量的120%,在闭式油路中为15%以上。⑤安装管道及元件时,必须严格保持清洁,不得有任何杂物混入,管道必须经耐压试验,试验压力为工作压力的2倍,并应进行酸洗,如有条件再经磷化处理。⑥压力油路应设置过滤精度为10~25μm的滤油器,推荐使用铜基粉末冶金滤油器。(2)使用①检查轴的回转方向与排油管的连接是否正确可靠。②从滤油口往泵体内注满工作油。③溢流阀调整压力时不应调至最低值。④调整变量机构,作液压泵使用时排量应为最小值,作液压马达使用时排量应为最大值。⑤应先启动辅助泵,排除管道中的空气,再调整辅助泵的溢流阀,然后才能启动主泵(柱塞泵)。⑥初次使用或长期存放后,运转时,应在压力为2.5MPa左右跑合1~2h。⑦根据系统工作压力,将溢流阀调整到系统工作压力的110%~120%。⑧工作压力和使用转速必须按铭牌上的规定值,按峰值压力连续工作的时间不应超过1min,按峰值压力间断工作的累计时间不应超过运转时间的10%。⑨泵运转过程中,经常检查漏油量,如发现异常泄露、温升、振动时,应立即停车。先关主泵,待主泵停稳后再关辅助泵。⑩正常工作油温范围为16~65℃,推荐泵的用油:在环境温度为15℃以上时,可用20#、30#机床液压油、上稠40-2稠化液压油;在环境温度为-5~15℃时,可用上稠20-2稠化液压油;在环境温度为-30~15℃时,可用上稠YH-10航空稠化液压油。(3)检查与维护①定期检查工作油中的水分、机械杂质、酸渣,如超过规定值,应更换工作油。绝对禁止使用已用过的未经过滤的旧油。②液压件非必要不能随意拆卸。不得不拆卸时要保持场地、元件、工具清洁,防止任何细小杂物留在元件内,弹簧挡圈的拆卸应用专门工具。③定期检查滤油器。长期存放不用时,应将泵体内工作油放净,而注满酸值较低的液压防锈油,各油口用螺栓堵住。2)常见故障分析及排除(1)液压泵输出流量不足或无流量输出①泵吸入量不足原因可能是油箱液压油面过低,油温过高,进油管漏气,滤油器堵塞等。②泵泄漏量过大主要是由密封不良造成的。例如,泵体和配流盘的支承面有砂眼或裂痕,配流盘被杂质划伤,变量机构及其中单向阀各元件之间配合或密封不好等。这可以通过检查泵体内液压油中的异物来判断泵中损坏或泄漏的部位。
故障排除则根据不同的原因进行。如研磨配流盘及缸体端面,单向阀密封面重新研磨,更换有砂眼或裂纹的零件,当柱塞孔严重磨损或损坏,应该将缸孔重新镀铜、研磨等。若变量机构的活塞磨损严重,可更换活塞,保证活塞与活塞孔间隙为0.01~0.02mm。当配流盘与泵体之间没有贴紧而造成大量泄漏,则应拆开液压泵重新组装。如果是液压油粘度过低,使各部漏油增加,则要更换液压油等。③泵斜盘实际倾角太小,使泵排量小这需要调整手动操纵杆或伺服操纵系统。④压盘损坏当柱塞泵压盘损坏,泵不仅无法自吸,而且使碎渣部分进入液压系统,没有流量输出,除应更换压盘外,系统还应排除碎渣等。(2)斜盘零角度时仍有排油量
斜盘式变量轴向柱塞泵斜盘零角度时不应有流量,但是在使用中,往往出现零角度时尚有流量输出。其原因在于斜盘耳轴磨损,控制器的位置偏离、松动或损坏等。这需要更换斜盘或研磨耳轴,重新调零、紧固或更换控制器元件以及调整控制油压力等来解决。(3)输出流量波动①若流量波动与旋转速度同步,为有规则的变化,则可认为是与排油行程有关的零件发生了损伤,如柱塞与柱塞孔、滑履与斜盘、缸体与配流盘等。②若流量波动很大,对变量泵可以认为是变量机构的控制作用不佳,如异物混入变量机构、控制活塞上划出伤痕等,引起控制活塞运动的不稳定;又如弹簧控制系统可能伴随负荷的变化产生自激振荡,控制活塞阻尼器效果差引起控制活塞运动的不稳定等。流量的不稳定又往往伴随着压力的波动。出现这类故障,一般都需要拆开液压泵,更换受损零件,加大阻尼,改进弹簧刚度,提高控制压力等。4)输出压力异常①输出压力不上升
原因有:溢流阀有故障或调整压力过低,使系统压力上不去,应检修或更换溢流阀,或重新检查调整压力;单向阀、换向阀及液压执行元件(液压缸、液压马达)有较大泄露,系统压力上不去,这需要找出泄露处,更换元件;液压泵本身自吸进油管道漏气或因油中杂质划伤零件造成内漏过甚等,可紧固或更换元件,以提高压力。②输出压力过高
系统外负荷上升,泵压力随负荷上升而增加,这是正常的。若负荷一定,而泵压力却超过负荷压力的对应压力值时,则应检查泵外的元件,如换向阀、执行元件、传动装置、油管等,一般压力过高应调整溢流阀进行确定。(5)振动和噪声①机械振动和噪声
泵轴和原动机不同心,轴承、传动齿轮、联轴器的损伤,装配螺栓松动等均会产生振动和噪声。
如果泵的转动频率与组合的压力阀的固有频率相同时,将会产生共振,可用改变泵的转速来消除共振。②管道内液流产生的噪声
当进油管道太细,粗滤油器堵塞或通油能力减弱,进油管道吸入空气;油液粘度过高,油面太低导致吸油不足,高压管道中有压力冲击等,均会产生噪声,必须正确设计油箱,选择滤油器、油管等。(6)液压泵过度发热
主要由于系统内高压油流经各液压元件时产生节流压力损失而导致泵体过度发热。
因此正确选择运动元件之间的间隙、油箱容量、冷却器的大小,可以解决泵的过度发热、油温过高的现象。(7)漏油
液压泵的漏油可分为外漏与内漏两种。
内漏在漏油量中比例最大,其中缸体与配流盘之间的内泄漏又是最主要的。为此要检查缸体与配流盘是否被烧蚀、磨损,安装是否合适等。检查滑履与斜盘间的滑动情况,变量机构控制活塞的磨损状态等。故障排除视检查情况进行,如必要时更换零件、油封、加粗或疏通漏油管孔外,还要适当选择运动件之间的间隙,如变量控制活塞与后泵盖的配合间隙应为0.01~0.02mm。(8)变量操纵机构失灵
对于手动伺服式变量泵,有时操纵杆停不住,其原因可能有以下几点:①伺服阀芯被卡死,这可清洗、研磨或更换阀芯。②变量控制活塞磨损严重,造成漏油和停不住。③伺服阀芯端部折断,需要更换阀芯。
伺服阀芯与伺服阀阀套配合间隙为0.005~0.015mm。
液控变量泵的变换速度不够,原因是:控制压力太低,应提高控制压力,达到3~5MPa;控制流量太小,增加控制流量。二、液压缸的故障诊断与维修
液压缸是液压系统中将液压能转换为机械能的执行元件。液压缸的结构形式多种多样,其分类方法也有多种:按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式;按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式;按结构形式可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式,齿轮齿条式等;按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等;按压力等级可分为16Mpa、25Mpa、31.5Mpa等。
液压缸的故障可基本归纳为液压缸误动作、无力推动负载以及活塞滑移或爬行等。由于液压缸出现故障而导致设备停机的现象屡见不鲜,因此,应重视液压缸的故障诊断与使用维护工作。下面就一些常见的运行故障逐一进行分析。1、误动作或动作失灵
原因和处理方法有以下几种:1)阀芯卡住或阀孔堵塞。当流量阀或方向阀阀芯卡住或阀孔堵塞时,液压缸易发生误动作或动作失灵。此时应检查油液的污染情况;检查脏物或胶质沉淀物是否卡住阀芯或堵塞阀孔;检查阀体的磨损情况,清洗、更换系统过滤器,清洗油箱,更换液压介质。2)活塞杆与缸筒卡住或液压缸堵塞。此时无论如何操纵,液压缸都不动作或动作甚微。这时应检查活塞及活塞杆密封是否太紧,是否进入脏物及胶质沉淀物:活塞杆与缸筒的轴心线是否对中,易损件和密封件是否失效,所带负荷是否太大。3)液压系统控制压力太低。控制管路中节流阻力可能过大,流量阀调节不当,控制压力不合适,压力源受到干扰。此时应检查控制压力源,保证压力调节到系统的规定值。4)液压系统中进入空气。主要是因为系统中有泄漏发生。此时应检查液压油箱的液位,液压泵吸油侧的密封件和管接头,吸油粗滤器是否太脏。若如此,应补充液压油,处理密封及管接头,清洗或更换粗滤芯。5)液压缸初始动作缓慢。在温度较低的情况下,液压油黏度大,流动性差,导致液压缸动作缓慢。改善方法是,更换黏温性能较好的液压油,在低温下可借助加热器或用机器自身加热以提升启动时的油温,系统正常工作油温应保持在40℃左右。2、工作时不能驱动负载
主要表现为活塞杆停位不准、推力不足、速度下降、工作不稳定等,其原因是:1)液压缸内部泄漏。液压缸内部泄漏包括液压缸体密封、活塞杆与密封盖密封及活塞密封均磨损过量等引起的泄漏。活塞杆与密封盖密封泄漏的原因是,密封件折皱、挤压、撕裂、磨损、老化、变质、变形等,此时应更换新的密封件。活塞密封过量磨损的主要原因是速度控制阀调节不当,造成过高的背压以及密封件安装不当或液压油污染。其次是装配时有异物进入及密封材料质量不好。其后果是动作缓慢、无力,严重时还会造成活塞及缸筒的损坏,出现“拉缸”现象。处理方法是调整速度控制阀,对照安装说明应做必要的操作和改进。2)液压回路泄漏。包括阀及液压管路的泄漏。检修方法是通过操纵换向阀检查并消除液压连接管路的泄漏。3)液压油经溢流阀旁通回油箱。若溢流阀进入脏物卡住阀芯,使溢流阀常开,液压油会经溢流阀旁通直接流回油箱,导致液压缸没油进入。若负载过大,溢流阀的调节压力虽已达到最大额定值,但液压缸仍得不到连续动作所需的推力而不动作。若调节压力较低,则因压力不足达不到仍载所需的椎力,表现为推力不够。此时应检查并调整溢流阀。3、活塞滑移或爬行
液压缸活塞滑移或爬行将使液压缸工作不稳定。主要原因如下:1)液压缸内部涩滞。液压缸内部零件装配不当、零件变形、磨损或形位公差超限,动作阻力过大,使液压缸活塞速度随着行程位置的不同而变化,出现滑移或爬行。原因大多是由于零件装配质量差,表面有伤痕或烧结产生的铁屑,使阻力增大,速度下降。例如:活塞与活塞杆不同心或活塞杆弯曲,液压缸或活塞杆对导轨安装位置偏移,密封环装得过紧或过松等。解决方法是重新修理或调整,更换损伤的零件及清除铁屑。2)润滑不良或液压缸孔径加工超差。因为活塞与缸筒、导轨与活塞杆等均有相对运动,如果润滑不良或液压缸孔径超差,就会加剧磨损,使缸筒中心线直线性降低。这样,活塞在液压缸内工作时,摩擦阻力会时大时小,产生滑移或爬行。排除办法是先修磨液压缸,再按配合要求配制活塞,修磨活塞杆,配置导向套。3)液压泵或液压缸进入空气。空气压缩或膨胀会造成活塞滑移或爬行。排除措施是检查液压泵,设置专门的排气装置,快速操作全行程往返数次排气。4)密封件质量与滑移或爬行有直接关系。O形密封圈在低压下使用时,与U形密封圈比较,由于面压较高、动静摩擦阻力之差较大,容易产生滑移或爬行;U型密封圈的面压随着压力的提高而增大,虽然密封效果也相应提高,但动静摩擦阻力之差也变大,内压增加,影响橡胶弹性,由于唇缘的接触阻力增大,密封圈将会倾翻及唇缘伸长,也容易引起滑移或爬行,为防止其倾翻可采用支承环保持其稳定。
4、液压缸缸体内孔表面划伤的不良后果及快速修复方法1)装配液压缸时造成的伤痕(1)装配时混入异物造成伤痕液压缸在总组装前,所有零件必须充分去除毛刺并洗净,零件上带有毛刺或脏物进行安装时,由于"别劲"及零件自重,异物易嵌进缸壁表面,造成伤痕。(2)安装零件中发生的伤痕液压缸安装时,活塞及缸盖等零件质量大、尺寸大、惯性大,即使有起重设备辅助安装,由于规定配合间隙都较小,无论怎样均会别劲投入,因此,活塞的端部或缸盖凸台在磕碰缸壁内表面时,极易造成伤痕。解决此问题的方法:对于数量多,上批量的小型产品,安装时采用专制装配导向工具;对重、粗、大的大、中型液压缸,只有细致、谨慎操作才能竭力避免。(3)测量仪器触头造成的伤痕通常采用内径千分表测量缸体内径时,测量触头是边摩擦边插入缸体内孔壁中的,测量触头多为高硬度的耐磨硬质合金制成。一般地说,测量时造成深度不大的细长形划伤是轻微的,不影响运行精度,但如果测量杆头尺寸调节不当,测量触头硬行嵌入,会造成较为重度的伤痕。解决此问题的对策,首先是测量出调节好的测量头的长短度,此外,用一张只在测量位置上开孔的纸带,贴在缸壁内表面,即不会产生上述形状划痕。测量造成的轻微划痕,一般用旧砂布的反面或马粪纸即可擦去。2)不严重的运行磨损痕迹(1)活塞滑动表面的伤痕转移活塞安装之前,其滑动表面上带有伤痕,未加处理,原封不动地进行安装,这些伤痕将反过来使缸壁内表面划伤。因此,安装前,对这些伤痕必须做充分的修整。(2)活塞滑动表面面压过大造成的烧结现象因活塞杆自重作用使活塞倾斜,出现别劲现象,或者由于横向载荷等的作用,使活塞滑动表面的压力上升,将引起烧结现象。在液压缸设计时必须研究它的工作条件,对于活塞和衬套的长度以及间隙等尺寸必须加以充分注意。(3)缸体内表面所镀硬铬层发生剥离一般认为,电镀硬铬层发生剥离的原因如下:①电镀层黏结不好。电镀层黏结不好的主要原因是:电镀前,零件的除油脱脂处理不充分;零件表面活化处理不彻底,氧化膜层未去除掉。②硬辂层磨损。电镀硬铬层的磨损,多数是由于活塞的摩擦铁粉的研磨作用造成的,中间夹有水分时,磨损更快。因金属的接触电位差造成的腐蚀,只发生在活塞接触到的部位,而且腐蚀是成点状发生的。与上述相同,中间夹有水分时,会促使腐蚀的发展。与铸件相比,铜合金的接触电位差要高,因此铜合金的腐蚀程度较严重。③因接触电位差形成的腐蚀。接触电位差腐蚀,对于长时间运转的液压缸来说,不易发生;对于长期停止不用的液压缸来讲是常见的故障。④活塞环的损坏活塞环在运行中发生破损,其碎片夹在活塞的滑动部分,造成划伤。⑤活塞滑动部分的材料烧结铸造活塞,在承受大的横向载荷时将引起烧结现象。此种情况下,活塞的滑动部分应使用铜合金或者将此类材料焊接上去。3)缸体内有异物混入
液压缸的故障当中,最成问题的是,不好判断异物是在什么时候进到液压缸里的。有异物进入后,活塞滑动表面的外侧如装有带唇缘的密封件,那么,工作时密封件的唇缘即可刮动异物,这对于避免划伤是有利的。但是装0形密封圈的活塞,其两端是滑动表面,异物夹在此滑动表面之间,容易形成伤痕。异物进入缸内的途径有下列几种。(1)进入缸内的异物①由于保管时不注意使油口敞开着,将产生时刻接受异物的条件,这是绝对不允许的。保管时必须注入防锈油或者工作油液,并且塞好。②缸体安装时进入异物。进行安装操作的场所,条件不好,无意识中即可进入异物。因此安装地点周围必须整理干净,尤其是安放零件的地方一定要清扫干净,不使其存在脏物。③零件上有"毛刺",或擦洗不充分。缸盖上的油口或缓冲装置内常有钻孔加工时留下的毛刺,应加以注意,在砂研去除后再行安装。(2)运行中产生的异物①由于缓冲柱塞别劲而形成的摩擦铁粉或铁屑。缓冲装置的配合间隙很小,活塞杆上所受横向载荷很大时,可能引起烧结现象。这些摩擦铁粉或者因烧结而产生的已脱落掉的金属碎片将留在缸内。②缸壁内表面的伤痕。活塞的滑动表面压力高,引起烧结现象,于是缸体内表面发生挤裂,被挤裂的金属脱落,留在缸内,会造成伤痕。(3)从管路进入的异物,有多种情况。①清洗时不注意。管路安装好以后进行清洗时,不应通过缸体,必须在缸体的油口前边加装旁通管路。这一点很重要。否则,管路中的异物将进入缸内,一旦进入,即难以向外排除,反而变成向缸体内输送异物了。再者,清洗时要考虑安装管路操作中所进异物的取出方法。此外,对管内的腐蚀等在管路安装之前即应进行酸洗等手续,必须完全去掉锈蚀。②管子加工时形成的切屑。管子在定尺加工之后,在做两端去毛刺操作时,不应有遗留。再者,在做焊接管路操作的场地附近放置钢管,是造成焊接异物混进的原因。在焊接操作地点附近放置的管子,管口都要封住。还必须注意的是,管件材料应在无尘土的工作台上备置齐全。③密封带进入缸内。作为简便的密封材料,在安装和检验中经常采用聚四氟乙烯塑料密封带,线形、带形密封材料的缠绕方法如果不对,密封带将被切断,随着进入缸内。线带形密封件对滑动部分的绕接不会造成什么影响,但是会引起缸的单向阀动作不灵或造成缓冲调节阀不能调到底;对回路来说,可能引起换向阀、溢流阀和减压阀的动作失灵。4)液压缸缸体划伤修复
传统的修复方法是将损坏的部件进行拆卸后的外协修复,或是进行刷镀或是进行表面的整体刮研,液压缸缸体划伤修复周期长,修复费用高。修复工艺如下:(1)用氧-乙炔火焰烤划伤部位(掌握温度,避免表面退火),将常年渗金属表面的油烤出来,烤到没有火花四溅。(2)将划伤部位用角磨机表面处理,打磨深度1毫米以上,并沿导轨打磨出沟槽,最好是燕尾槽。划伤两端钻孔加深,改变受力情况。(3)用脱脂棉蘸丙酮或无水乙醇将表面清洗干净。(4)金属修复材料涂抹到划伤表面;第一层要薄,要均匀且全部覆盖划伤面,以确保材料与金属表面最好的粘接,再将材料涂至整个修复部位后反复按压,确保材料填实并达到所需厚度,使之比导轨表面略高。(5)材料在24℃下完全达到各项性能需要24小时,为了节省时间,可以通过卤钨灯提高温度,温度每提升11℃,固化时间就会缩短一半,最佳固化温度70℃。(6)材料固化后,用细磨石或刮刀,将高出导轨表面的材料修复平整,施工完毕。三、液压控制阀的故障诊断与维修1.方向控制阀的故障诊断与维修
方向控制阀是用以控制和改变液压系统中各油路之间液流方向的阀,方向控制阀可分为单向阀和换向阀两大类。1)普通单向阀常见故障及排除(1)阀与阀座有严重泄漏。①阀座锥面密封不好。修理方法是重新研配。②滑阀或阀座拉毛。修理方法是重新研配。③阀座碎裂。修理方法是更换并研配阀座。(2)不起单向阀作用。①阀体孔变形,使滑阀在阀体内咬住。修理方法是重新修研阀体孔。②滑阀和阀座配合时毛刺使滑阀不能正常工作。修理方法是去除毛刺。③滑阀变形胀大,使滑阀在阀体内被咬住。修理方法是修研滑阀外径。(3)结合处渗漏。①螺钉或管螺纹没拧紧。修理方法是拧紧螺钉或管螺纹。②结合处装配精度低,应重新装配;密封圈损坏,应更换密封圈。2)换向阀的常见故障与维修(1)阀芯不能移动原因:
①阀芯表面划伤,阀芯堵塞。
②阀芯和阀体内部孔配合间隙不当,间隙大阀芯易歪斜,阀芯卡死;间隙小阀芯阻力大,阀芯动不了。
③弹簧太软,推不动阀芯;弹簧太硬,阀芯推不到位。
④电磁铁损坏。排除方法:回复阀芯或更换阀芯;检查配合间隙;更换弹簧。(2)电磁铁线圈烧坏原因:电磁铁损坏;油液粘度过大;外接线圈裸露,短路烧毁;电压过高。排除方法:更换电磁铁;过滤油或更换液压油;包扎好外部线圈,更换电磁线圈;调整电压。(3)外泄露原因:密封圈损坏;螺钉松动。排除方法:更换密封圈;紧固螺钉。2.压力控制阀的故障诊断与维修
常用的压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。它们的共同特点是利用作用在阀芯上的油液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。1)溢流阀的常见故障与维修溢流阀应用十分广泛,每一个液压系统都必须使用溢流阀。由于溢流阀的种类较多,以先导式溢流阀为例说明其常见故障与排除方法。溢流阀在使用中的主要故障是调压失灵、压力不稳及振动、噪声等。(1)调压失灵①旋动调压手轮,压力达不到额定值。系统压力达不到额定值的主要原因,常由于调压弹簧变形、断裂或弹力太弱,选用错误,调压弹簧行程不够,先导锥阀密封不良,泄漏严重,远程遥控口泄漏,主阀芯与阀座(锥阀式)或与阀体孔(滑锥式)密封不良,泄漏严重等。
排除方法:采取更换、研配等方法即可进行修复。②系统上压后,立刻失压,旋动手轮再也不能调节升压。该故障多系主阀芯阻尼孔在使用中突然被污物堵塞所致。该阻尼孔堵塞后,系统油压直接作用于主阀芯下端面,此时,系统上压,而一旦推动主阀上腔的存油顶开先导锥阀后,上腔卸压,主阀打开,系统立即卸压。由于主阀阻尼孔被堵,系统压力油再无法进入主阀上腔,即使系统压力下降,主阀也不能下降。主阀阀口开度不会减小,系统压力油不断被溢流,在这种情况下,无论怎样旋动手轮,也不能使系统上压。当主阀在全开状态时,若主阀芯被污物卡阻,也会出现上述现象。
排除方法:拆洗阀件,疏通阻尼孔。③系统超压,甚至超高压,溢流阀不起溢流作用。当先导锥阀前的阻尼孔被堵塞后,油压纵然再高也无法作用和顶开锥阀阀芯,调压弹簧一直将锥阀关闭,先导阀不能溢流,主阀芯上、下腔压力始终相等,在主阀弹簧作用下,主阀一直关闭,不能打开,溢流阀失去限压溢流作用,系统压力随着负载的增高而增高,当执行元件终止运动,系统压力在液压泵的作用下,甚至产生超高压现象。此时,很容易造成拉断螺栓、泵被打坏等恶性事故。
排除方法:拆洗阀件,疏通阻尼孔。(2)压力不稳定,脉动较大①先导阀稳定性不好,锥阀与阀座同轴度不好,配合不良,或是油液污染严重,有时杂质卡夹锥阀,使锥阀运动不规则。排除方法:纠正阀座的安装,研修锥阀配合面,并控制油液的清洁度,清洗阀件。②油中有气泡或与油温太高。排除方法:完全排除系统内的空气并采取措施降低油液温底。(3)压力轻微摆动并发出异常声响①与其它阀件发生共振。排除方法:重新调定压力,使其稍高或稍低于额定压力。最好能更换适合的弹簧,采取外部泄油形式等。②先导阀口有磨耗,或远程控制腔内存有空气。排除方法:修复或更换先导阀并驱除系统中空气。③流量过大。排除方法:换大规格阀,最好能采用外部泄油方式。④油箱管路有背压,管件有机械振动。排除方法:改用溢流阀的外部泄油方式。⑤滑阀式阀芯制造时或使用后,产生鼓形面。排除方法:修理或更换阀芯。⑥压力调节反应迟缓a.弹簧刚度不当,或扭曲变形有卡阻现象,排除方法:更换合适弹簧。b.锥阀阻尼孔被杂质污物堵而不塞,但流通面积大为减少。排除方法:拆洗锥阀,疏通孔道。c.管路系统有空气。排除方法:对执行元件进行全程运行,驱除系统空气。(4)噪声和振动①先导锥阀在高压下溢流时,阀芯开口轴向位移量仅为0.03~0.06mm,通流面积小,流速很高,可达200m/s。若锥阀及锥阀座加工时产生椭圆度,导阀口粘着污物及调压弹簧变形等等,均使锥阀径向力不平衡,造成振荡产生尖叫声。排除方法:控制锥阀封油面圆度误差应控制在0.005~0.01mm之内,表面粗糙度小于Ra0.4um。②阀体与主阀阀芯制造几何精度差,棱边有毛刺或阀体内有污物,使配合间隙增大并使阀芯偏向一边,造成主阀径向力不平衡,性能不稳定,而产生振动及噪声。排除方法:去毛刺,更换不合技术要求的零件。③阀的远程控制口至电磁换向阀之间管件通径不宜太大,过也会引起振动。排除方法:一般取管径为6mm为适宜。④空穴噪声。当空气被吸入油液中或油液压力低于大气压时,将会出现空穴现象。此外,阀芯、阀座、阀体等零件的几何形状误差和精度对空穴现象及流体噪声均有很大影响,在零件设计上就必须足够重视。⑤因装配或维修不当产生机械噪声,主要有:a.阀芯与阀孔配合过紧,阀芯移动困难,引起振动和噪声。配合过松,间隙太大,泄漏严重及液动力等也会导致振动和噪声。排除方法:装配时,严格掌握合适的间隙。b.调压弹簧刚度不够,产生弯曲变形。液动力能引起弹簧自振,当弹簧振动频率与系统频率相同时,即出现共振和噪声。排除方法:更换适当的弹簧。c.调压手轮松动。排除方法:压力由手轮旋转调定后,用锁紧螺母将其锁牢。d.出油口油路中有空气时,将产生溢流噪声,排除方法:排净空气并防止空气进入。c.系统中其它元件的连接松动,若溢流阀与松动元件同步共振,将增大振幅和噪声。2)减压阀的常见故障与维修(1)出口压力几乎等于进口压力,不减压。①主阀芯卡死在最大开度的位置上,油液压力不降。排除方法:去除毛刺,清洗阀孔、阀芯,修复阀孔与阀芯的精度,研磨阀孔,再配阀芯。②阀芯短阻尼孔或阀座孔堵塞,主阀弹簧力将主阀推往最大开度。排除方法:拆开,进行清洗。(2)出口压力很低,即使拧紧调压手轮,压力也升不起来。①减压阀进出油口接反或漏装锥阀。排除方法:查阅资料,重新组装,保证装配密合。②先导阀(锥阀)与阀座配合面之间接触不良或有严重损伤,造成先导阀芯与阀座孔不密合。排除方法:清洗、修复阀孔和阀芯。③主阀芯因污物、毛刺等卡死在小开度的位置上,使出口压力过低。排除方法:拆开,清洗,去除毛刺。④阀盖与阀体之间密封不良,严重漏油。排除方法:拧紧螺钉,或者更换密封件。⑤拆修时,漏装锥阀或锥阀未安装在阀座孔内。排除方法:检查锥阀的情况,正确组装。⑥先导阀弹簧(调压弹簧)错装成软弹簧或折断。排除方法:更换弹簧。(3)压力不稳定、噪声大和泄漏严重。
故障分析与修理:参照溢流阀的相应项。3)顺序阀故障诊断与修理(1)压力不稳定、顺序动作错乱、噪声大和泄漏严重。①顺序阀的主阀芯因污物或毛刺卡住,造成液压缸无后续动作或无顺序动作。排除方法:拆开清洗和去除毛刺,使阀芯运动顺滑。②主阀芯上的阻尼孔被堵塞,使顺序阀动作无序。排除方法:拆开清洗,必要时更换控制活塞。③系统其它调压元件出现故障时(例如溢流阀故障),系统压力建立不起来,即不能达到顺序阀设定的工作压力,顺序阀不能实现顺序动作。排除方法:查明系统压力上不去的原因并排除之。④主阀芯与阀孔配合间隙过大或磨损严重,未达到调定值顺序阀即产生动作。排除方法:修复或更换主阀芯,并保证合理的装配间隙。(2)超过设定值时,顺序阀不打开。①主阀弹簧太硬。排除方法:更换弹簧。②控制活塞卡死不动。排除方法:清洗或更换控制活塞。③拆修重装时,控制活塞漏装或装倒,结果控制压力油由阀芯阻尼孔经泄油孔卸压,主阀芯在弹簧力作用下关闭,使先导压力控制油失去作用,阀芯打不开。排除方法:重新安装。
顺序阀在结构原理上和溢流阀只有少许差异,可参照溢流阀相关部分。4)压力继电器故障诊断与修理
压力继电器的故障主要是误发动作或者不发信号。其故障主要是由压力继电器本身产生的故障,或因回路原因、压力继电器误动作产生的故障以及因泵或者其他阀(如溢流阀、减压阀等)产生的故障,系统压力建立不起来,或者由较大的压力偏移现象产生的故障。但正确使用和调整大多可避免这类故障。压力继电器本身产生误发信号或不发信号的故障:①柱塞移动不灵活,有污物或毛刺卡住柱塞,压力继电器不能动作。排除方法:清洗,清除毛刺。②柱塞外圆上涂的二硫化钼润滑脂被洗掉,使柱塞移动不灵活而出现误动作。排除方法:拆卸重新涂上油脂。③柱塞与框架的配合不好,致使柱塞卡死,压力继电器不动作。排除方法:重新装配,阀芯(柱塞)与中体孔的配合问隙应保证为0.007~0.015mm。④微动开关不灵敏,复位性差。弹簧片弹力不够使微动开关内触头压下后弹不起来,或因灰尘粘住触头使微动开关信号不正常而误发动作信号。排除方法:修理或更换微动开关。⑤微动开关错位,致使动作值发生变化,即改变原来已调好的动作压力,而误发动作信号。排除方法:调整微动开关并压紧,使之定位准确。⑥压力继电器弹簧折断。排除方法:更换弹簧。3.流量控制节流阀故障诊断与修理1)流量调节失灵
流量调节失灵现象,是指调整调节手轮后出油腔流量不发生变化(简式节流阀无此现象)。引起流量调节失灵的主要原因是阀芯径向卡住,当阀芯在全关位置发生径向卡住时,调整调节手轮后出油腔无流量;阀芯在全开位置或节流口调节好开度后径向卡住,调整调节手轮出油腔流量不发生变化。发生阀芯径向卡住后应进行清洗,排除脏物。
当单向节流阀进、出油腔接反时(接后起单向阀作用),调整调节手轮后流经阀的流量也不会发生变化。2)流量不稳定
节流阀和单向节流阀当节流口调整好并锁紧后,有时会出现流量不稳定现象,特别在小稳定流量时更易发生。引起流量不稳定的主要原因是锁紧装置松动,节流口部分堵塞,油温升高,以及负载压力发生变化等。
节流口调好并锁紧后,由于机械振动或其它原因会使锁紧装置松动,使节流口过流面积改变,从而引起流量变化。
油液中杂质堆积和粘附在节流口边上,使过流面积减小,引起流量减少。当压力油将杂质冲掉后,使节流口又恢复至原有过流面积,流量也恢复至原来的数值,因此引起流量不稳定。
当流经节流阀的油液温度发生变化时,会使油液的粘度发生变化,也会引起流量不稳定;当负载变化时,压力随之变化,会使节流阀的前后油液压差发生变化,同样也会引起流量不稳定。
防止流量不稳定的措施,除采用防止节流阀堵塞的方法外,还可以采取加强油温控制,拧紧锁紧装置和尽可能使负载压力不发生变化,或少发生变化等措施。3)内泄漏量增加
节流阀或单向流阀的节流口关闭时,采用间隙密封配合处必定有泄漏量,故节流阀或单向节流阀不能作为截止阀使用。当密封面磨损过大后,会引起泄漏量增加,有时亦会影响小稳定流量,此时应更换阀芯。【任务实施】液压系统的泄漏及故障修理
以液压装载机为例,液压装载机经常工作在潮湿、尘埃、泥泞、低温或高温,以及强光辐射等环境中,要求其液压系统能够长期可靠地工作。如果液压系统一旦发生泄漏,应及时检修。1.泄漏的种类
装载机液压系统的泄漏主要有两种,一是固定不动部位(即静接合面,如液压缸缸盖与缸筒的接合处)密封的泄漏;二是滑动部位(即动结合面,如液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间)密封的泄漏,亦可分为内泄漏和外泄漏。内泄漏主要产生在液压阀、液压泵(液压马达)及液压缸内部油液从高压腔流向低压腔;外泄漏主要产生在液压系统的液压管路、液压阀、液压缸和液压泵(液压马达)的外部,即向零部件的外面渗漏。具体表现为管接头、密封件、元件接合面、壳体及系统自身原因而引起的油液泄漏。2.泄漏的原因
液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看,多为密封件失效、损坏、挤出,或密封表面被拉伤等造成。主要原因有:油液污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格,管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装配不良等。(1)管接头的泄漏与连接处的加工精度、紧固强度及毛刺是否被除掉等因素有关。主要表现是选用管接头的类型与使用条件不符;管接头的结构设计不合理;管接头的加工质量差,不起密封作用;压力脉动引起管接头松动,螺栓蠕变松动后未及时拧紧;管接头拧紧力矩过大或不够。(2)密封件引起的泄漏与密封件的损坏或失效有关。主要表现是密封件的材料或结构类型与使用条件不符;密封件失效、压缩量不够、老化、损伤、几何精度不合格、加工质量低劣、非正规产品;密封件的硬度、耐压等级、变形率和强度范围等指标不合要求;密封件的安装不当、表面磨损或硬化,以及寿命到期但未及时更换。(3)由元件结合面引起的泄漏与设计、加工和安装都有关。主要表现是密封的设计不符合规范要求,密封沟槽的尺寸不合理,密封配合精度低、配合间隙超差;密封表面粗糙度和平面度误差过大,加工质量差;密封结构选用不当,造成变形,使接合面不能全面接触;装配不细心,接合面有沙尘或因损伤而产生较大的塑性变形。(4)壳体的泄漏主要发生在铸件和焊接件的缺陷上,在液压系统的压力脉动或冲击振动的作用下逐渐扩大。(5)系统自身泄漏的主要原因是,系统装配粗糙,缺乏减振、隔振措施;系统超压使用;未做到按规定对系统适时检查及处理;易损件寿命到期但未及时更换。3.泄漏的防治(1)防止油液污染
液压泵的吸油口应安装粗滤器,且吸油口处应距油箱底部一定距离;出油口处应安装高压精滤器,且过滤效果应符合系统的工作要求,以防污物堵塞而引起液压系统故障;液压油箱隔板上应加装过滤网,以除去回油过滤器未滤去的杂质。液压缸上应安装金属防护圈,以防污物被带进缸内,并可防止泥水和光辐射对液压缸侵蚀而引起泄漏;液压元器件安装前应检查、清理干净其内部的铁屑及杂质;定期检查液压油,一旦发现油液变质、泡沫多、沉淀物多、油水分离等现象后应立即清洗系统并换油。新油加入油箱前应经过静置沉淀,过滤后方可加入,必要时可设中间油箱以进行新油的沉淀和过滤,确保油液的清洁。(2)密封表面的粗糙度要适当
液压系统相对运动副表面的粗糙度过高或出现轴向划伤时将产生泄漏;粗糙度过低,达到镜面时密封圈的唇边会将油膜刮去,使油膜难以形成,密封刃口产生高温,加剧磨损,所以密封表面的粗糙度不可过高也不能过低。与密封圈接触的滑动面一定好有较低的粗糙度,液压缸、滑阀等动密封件表面的粗糙度应在Ra0.2~0.4дm之间,以保证运动时滑动面上的油膜不被破坏。当液压缸、滑阀的杆件上出现轴向划伤时,轻者可用金相砂纸打磨,重者应电镀修复。(3)合理设计和加工密封沟槽
液压缸密封沟槽的设计或加工的好坏,是减少泄漏、防止油封过早损坏的先决条件。如果活塞与活塞杆的静密封处沟槽尺寸偏小,密封圈在沟槽内没有微小的活动余地,密封圈的底部就会因受反作用力的作用使其损坏而导致漏油。密封沟槽的设计(主要是沟槽部位的结构形状、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等),应严格按照标准要求进行。
防止油液由静密封件处向外泄漏,须合理设计静密封件密封槽尺寸及公差,使安装后的静密封件受挤压变形后能填塞配合表面的微观凹坑,并能将密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙过大,随着配合表面的运动,静密封就变成了动密封。(4)减少冲击和振动
液压系统的冲击主要产生于变压、变速、换向的过程中,此时管路内流动的液体因很快的换向和阀口的突然关闭而瞬间形成很高的压力峰值,使连接件、接头与法兰松动或密封圈挤入间隙损坏等而造成泄漏。为了减少因冲击和振动而引起的泄漏,可以采取以下措施:①用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动的能量。②采用带阻尼的换向阀、缓慢开关阀门、在液压缸端部设置缓冲装置(如单向节流阀)。③使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击。④适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件。⑤尽量减少管接头的使用数量,且管接头尽量用焊接连接。⑥使用螺纹直接头、三通接头和弯头代替锥管螺纹接头。(5)减少动密封件的磨损。
液压系统中大多数动密
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